某水库初步设计3.doc

1 综合说明1.1 绪 言xx水库位于xx县南部，地处南桥镇与文峰乡的交界处，距xx县城27.5km，坝址以上控制集雨面积873km2，主河槽长约71.3km。该水库原设计由三台630千瓦的发电机组，由于当时受机组设备条件的限制，当时1#、2#机组均安装320kw机组，1998年对机组进行扩容改造，现装机已达到2500kw。水库总库容663万m3，设计灌溉面积3000亩，是一座具有灌溉、发电等综合利用效益的小（一）型水库。枢纽建筑物主要有大坝溢流坝段、进水闸段、冲砂闸段、筏道段、引水渠及电站厂房等组成。该水库于1958年开始选点，1965年3月正式开始勘测设计，同年6月份得到县计委批准立项。并由当时的省水利厅勘测设计院提出审批意见，水库于1969年正式破土动工兴建，1972年元旦第一台机组投产发电。后经1988年、2001年先后两次次加固达成现有规模。水库自建成迄今投入运行38年，工程尚未经受设计洪水考验。根据防洪标准（gb5020194）及水利电力工程等级划分及洪水标准（sl2522000）中有关规定，xx水库枢纽工程等别为等，永久性主要建筑物为4级，永久性次要建筑物为5级。大坝设计洪水标准30年一遇，校核洪水标准300年一遇。水库正常蓄水位245.90m（近似黄海高程，以下同），相应库容18.1万m3；水库设计洪水位250.10m，相应库容355万m3；校核洪水位252.05m，相应库容663万m3；泥沙淤积高程244.44m，相应淤积库容约94 万m3。由于水库系文革期间上马的工程，受政治气候的影响，不按科学办事，不尊重科学。为组织全县劳力上阵施工，没有按原设计图纸进行建筑物施工，施工质量差。在坝的鼻坎以上由原设计的50#砂浆砌筑改为外壳包50#砂浆砌筑，内填碎石料的包饺子式的堆石坝体，经多年的运行，虽没有发生倒坝，但坝体已出现明显的变形及裂缝破坏，特别是1987年的地震，对建筑物的破坏更加严重。为了解决当时的险情，于1988年冬对大坝及渠道进行加固处理，即对大坝进行了灌浆，外包10cm厚150#砼但（坝前坡未伸入基岩。由于水位降不下去）的加固处理措施，由于资金原因，当时的加固并不砌底。2001年在增设排砂闸施工拆除坝体时发现灌浆效果较差，坝体内空洞仍然较大，顶部还有塌空现象，加上近年来该流域水土流失的加剧，坝前泥沙淤积非常严重。虽然2001年增设一排砂闸一座，对泥沙淤有所缓解，但排砂影响范围不是很大。大部分坝段坝前泥沙淤积还很高，距离坝顶只有1m多。受长期水流冲刷现坝壳也出现大面积的脱落，还有多处露筋现象，坝体渗漏量明显增加了，现最大过水深度为3.7m。坝体在设计洪水位和校核洪水位工况下抗滑稳定安全系数均不满足规范要求。大坝左岸进水闸边墙、冲砂闸启闭房、筏道等主体建筑物高程不满足抗洪高度要求。目前，水库大坝一直为带病运行，为了使该水库摘脱险库的帽子，保障下游群众生命财产安全。当地政府非常重视，于2009年2月组织相关单位专家和工程技术人员对xx水库大坝进行了现场安全检查。委托宁都县水利水电勘测设计院进行安全鉴定，并经市水利局组织专家进行了审查，鉴定认为xx水库大坝为：三类坝。由于xx水库位于南桥镇长江村，工程一旦失事，将威胁下游南桥、留车两镇共3万多人口的生命财产安全，下游5800亩农田将遭受严重毁坏，经济损失巨大，后果不堪设想。受xx县水利局委托，我院承担了xx水库除险加固工程初步设计报告的编制工作，根据“xx水库大坝安全鉴定报告书”的意见，针对工程存在的问题，对该水库提出加固处理方案，供上级部门审查。本次加固设计高程系统为近似黄海高程系统。（实测与近似黄海高程的换算关系为：近似黄海高程=假设高程+137.90m）1.2 水文气象1.2.1 流域自然地理概况xx水库位于xx县南桥镇长江村，其地理位置为东经11543，北纬2447，距xx县城约27.5km，坝址控制流域面积873km2，主河长71.3km，河道加权平均坡降3.21。xx水位于江西省南部，是珠江水系东江干流的上游段，发源于xx县桠基钵山，经xx向南过留车、渡田、在车角处与定南水会合。自此以后经龙川县至广东东莞石龙为东江干流，全长520km。库区内属低山丘陵区，农田多集中于干、支流两岸，农业经济也较发达。1.2.2 气 象xx水库流域地处亚热带季风气候区，四季分明，气候温和，日照充足，雨量充沛，无霜期长。根据xx气象站历年资料统计，多年平均气温18.9，极端最高气温38.2，极端最低气温-5.5，多年平均降雨量1639.1mm，多年平均蒸发量1101.2mm，多年平均最大风速16m/s。1.2.3 水文测站及资料情况在坝址上游约4km处的xx水上设有岗子上水文站；在坝址下游约6.5km处的南桥镇境内设有水背水文站；在坝址下游24.5km处的广东省境内设有黎嶂峰水文站；历年资料均经相关部门审查整编，资料可靠。1.2.4 设计洪水xx水属东江河源区，具有山区河流特征，洪水由暴雨形成，暴雨强度大，汇流历时短，持续时间亦短、陡涨陡落、暴雨发生8月，集中于4、5、6三个月，一次暴雨过程约1d，暴雨季节与洪水季节相一致，年最大洪水多出现在5、6月份。设计洪水计算分别采用流量和雨量途径推求，现分述如下： 流量途径根据水背水文站与黎嶂峰水文站同期实测19801990年17场洪峰流量分析平均面积比指数为0.701，本次设计取0.7。坝址设计洪水成果见表2.5.1。 雨量途径根据本次设计复核的水库流域特征参数f、l、j，采用1986年12月省水局刊印的江西省暴雨洪水查算手册查算设计暴雨，设计暴雨成果见表2.5.2。用瞬时单位法推求坝址设计洪水成果见表2.5.1。1.2.5 坝址分期设计洪水 施工导流标准根据当地气候条件，49月为讯期，10月份开始进入枯水季节，因此，施工期选择10月至次年的2月。施工导流标准选择相应时段5年一遇洪水。 设计洪水成果的选定从表2.5.1可见，采用流量和雨量途径推求的洪水成果相比较，就300年一遇洪水而言，洪峰流量仅相差4.25%，洪水成果相接近，经分析与比较,本次设计采用流量途径推求的设计洪水成果。1.2.6 坝址下游控制断面水位流量关系坝址水位流量关系根据2010年11月实测河道横断面和比降资料，实地调查河床质组成（河床为卵石组成，断面不平整）及长江水利委员会编制的我国天然河道糙率参考选取河道综合糙率为0.050，用水力学公式计算而绘制，坝址水位流量成果见表2.6.1。表2.6.1坝址下游控制断面水位流量关系表z(m)234235236237238239240241242243q(m3/s)9.986.1244525905139520132768361545601.2.7 水文测报站网规划 水文站网现状xx水库流域内现无水文站，有xx气象站1个，剑溪雨量站1个。 站网布设xx水库为水(一)型水库，总库容663万m3,为充分发挥水库的设计效益，确保工程安全和提供可靠的水库运行水情资料，初拟设立大坝水位、雨量站1处，并由水库管理单位长兴公司统一管理，确保水库安全运行。1.3 工程地质和工程质量1.3.1 库区地质概况库区属低山丘陵构造侵蚀地貌，海拔高程280400m，地形起伏变化较大，总体地势东南高西北低，库内支流较多，主河槽总体流向为由ne向sw。两岸大部分地段山体较雄厚，植被较好，两岸岩体风化厚度变化较大，表层覆盖坡残积土和冲积层，大的不良物理地质现象不发育。1.3.2 坝址区工程地质条件坝区为低山丘陵侵蚀剥蚀地貌，两岸地形不对称，左岸为一山脊，山体较单薄，山脊线高程332340m，山坡较陡，上部坡度3050，下部坡度7090。右岸山体较低，顶高程300m左右，冲沟较发育，山坡平缓，坡度2530，植被较好。河流由ne向sw方向流经坝址，河床宽约100m。坝区左岸山坡较陡，由于渠道开挖在坝轴线下游段边坡稳定性差，常有掉块及大块岩石沿裂面滑落，右岸山坡较缓，在大坝上游右岸见一小型滑坡体，长1015m，高34m，未见其它滑坡及崩塌现象。溢流坝坝基：据本次野外钻探资料结合原有资料，坝基岩体为弱风化花岗斑岩，强度较高，可以满足大坝的承载力要求。据平面地质测绘及原有资料，河床段地质构造以节理裂隙为主，小断层仅见一条，对坝基稳定影响较小。坝基岩体节理裂隙主要发育3组：组走向与坝轴线近平行，倾向上游，倾角450，对坝基稳定无影响；组与坝轴线近垂直，倾角均较陡，裂面均闭合微张开状，对坝基稳定影响小；组节理走向与大坝坝轴线交角较小，倾角较小，对坝基稳定有一定的影响，由于此组节理延伸短，并且局部发育，并且坝下游未发现大范围的深坑，坝基岩体较稳定，不存在深层滑动问题。据现场溢流堰段钻孔压注水试验，坝基岩体透水率3.6710.87lu，为弱透水中等透水层。据钻孔压水试验以及现场渗漏分析，右岸渗漏主要为坝基渗漏所致，坝基存在坝基渗漏和绕坝渗漏问题。坝下游坝体与基岩接触面有渗漏水，并且在钻进过程中钻探无回水（所有钻孔），钻探（右岸鼻坎zk4）回转循环水在大坝与坝基接触处渗出，同时大坝坝基左侧据钻孔岩芯揭露以及压水试验，坝基不存在渗漏，但有一股渗水，说明坝体与坝基存在接触渗漏问题。左岸筏道坝基：基础岩性为花岗斑岩，据现场钻探资料及地质测绘，岩体呈强弱风化，承载力较高，可满足其承载力要求。地质构造以节理裂隙为主，其性状同溢流坝段，对筏基稳定性无影响，基础岩体较稳定。3-3剖面k0+048m处右侧由于断层f1经过下部基础已经掏空。进水闸段坝基：基础岩体为弱风化花岗斑岩，强度较高可满足其承载要求。据平面地质测绘，未发现断裂构造，节理裂隙较发育，对边坡稳定不利。据现场观察，闸首左侧边坡岩体存在崩塌现象，对进水闸及大坝安全不利。闸基岩体为花岗斑岩，节理裂隙发育，互相切割，岩体完整性较差，裂隙面走向顺河流方向较发育，上部微张状，是闸基渗流的主要通道。据此分析存在接触渗漏和基础渗漏问题。冲砂闸段坝基：冲砂闸为后期破坝（溢流坝）建筑，坝基情况同溢流坝段。1.3.3 引水渠渠首段工程地质条件据现场观察，渠道左侧开挖边坡陡峻，局部倒坡状，节理裂隙发育，见上述3组，其中组为顺坡向，倾角小于坡角，对边坡岩体稳定不利，现边坡常有掉块及岩体滑塌现象，均为沿此面滑落，边坡稳定性较差，并对进水闸及大坝安全不利。渠道右侧边坡亦较陡，存在以上三组节理裂隙，边坡稳定性较差，易滑塌向坝下游河床。渠道底板未衬护，地基为弱风化花岗斑岩，抗冲能力较强。渠道边坡及底板均未衬护，由于岩体节理裂隙发育，存在渗漏问题。渠道右侧已衬护挡墙为浆砌石挡墙，未见裂缝等，砌筑质量较好。1.3.4 天然建筑材料 石料场珠坑石料场：料场位于xx县南桥镇珠坑附近的山体中，有用总储量为10万m3。现为商品采石场，购买运输方便，运距3km。 砂砾石料场南桥镇砂砾石料场：料场位于水库下游南桥镇附近支流河床和漫滩上，计算有用总储量2万m3。料场有公路通至库坝区，购买运输较方便，运距较远，运距810km，可据工程需要自行购买。 珠村土料场珠村土料场：该料场位于南桥镇珠村圩附近山岗地，总储量3万m3。开采运输方便，运距约56km。根据设计要求，本工程所需块石102m3，砂2035m3，砾石2200m3，防渗土料1356m3。各料场质量及数量均可满足本工程需要。1.4 工程任务和规模1.4.1 xx县社会经济概况截止2009年底，xx县全县总人口30.07万人，其中农业人口21.71万人。全县耕地面积21.35万亩。改革开放以来，xx县的社会经济发展进入了一个新的时期，工农业生产发展迅速，国民经济其它各个部门也得到了快速发展，人民生活水平有了较大提高，2009年全县国内生产总值25.88亿元，其中第一产业8.25亿元，第二产业7.32亿元，第三产业10.31亿元。全县财政收入2.3亿元，农村住户人均纯收入2641元。2009年全县农业总产值18.6亿元，粮食总产量10.3万t。该县主要农作物以水稻为主，经济作物主要有脐橙，柑桔等。1.4.2 工程建设的必要性xx水库于1969年动工修建，当地群众施工建成。鉴于当时的历史背景、技术和经济等条件限制，设计、施工过程中对质量控制不够严格，遗留了一些安全隐患。虽然后面经加固处理，由于施工技术和资金的影响，工程仍存在诸多问题及隐患。如大坝存在坝体渗漏、坝基浅层渗漏、接触渗漏及绕坝渗漏问题；大坝各段顶高程均不满足防洪高度要求；部分建筑物在设计洪水、校核水位工况时抗滑稳定安全系数不满足规范要求；大坝无安全监测及水雨情观测设施，进库及上坝公路标准低、路况差，无通讯设施，管理设施简陋等。由于上述问题的存在，水库工程效益难以发挥，一旦遭遇较大洪水，水库将面临溃坝的危险，同时对下游南桥、留车2个镇3万人民群众的生命及财产安全和0.58万亩农田产生极大威胁。因此，对xx水库进行除险加固处理，根除安全隐患是十分必要和紧迫的。1.4.3 工程设计的开发目标、综合利用要求及本次除险加固的任务xx水库距县城27.5km，位于珠江水系xx水干流中游，是一座发电、灌溉等综合利用效益的小（一）型水库，设计灌溉面积3000亩，电站装机2500kw，年均发电电量为600万kwh，具有较好的经济效益。本次除险加固的任务是：根据查出的水库许多安全问题对溢流坝、冲砂闸、进水闸、阀道等建筑物进行彻底的加固处理，从根本解决工程上存在的安全隐患，使得水库能够安全运行，发挥水库的设计效益。1.4.4 洪水调节xx水库为小(一)型水库，大坝为浆砌石坝，水库总库容663万m3，根据防洪标准(gb5020194)的规定，本工程等别为iv等，水工建筑物级别，永久性主要建筑物为4级，永久性次要建筑物为5级，设计洪水30年一遇，校核洪水标准为300年一遇。本工程原设计水库水位容积关系曲线系根据1/5000库区地形图量算而得，高程系统为假设，经我院本次实测与近似黄海高程的换算关系为：近似黄海高程=假设高程+137.90m。经复核原设计库区地形图测量范围不够，支流缺测，主流也仅测到245.90m高程。本次设计根据江西省测绘局1990年6月调绘的1/万地形图量算。由于流域内上世纪7080年代无序进行稀土开发及乱砍滥伐，水土流失严重，目前坝前泥沙淤积高程为244.44m，本次设计水库库容曲线计算，为了工程安全起见，根据1/万地形图量算结果按坝前泥沙高程244.44m切平头计算，考虑水库泥沙淤积的库容在高水部分要小10.3%30.6%，经分析，考虑水库泥沙淤积的库容曲线更符合水库的实际情况，因此，本次设计采用考虑水库泥沙淤积后的库容曲线成果。1.5 建筑物除险加固设计1.5.1 设计依据xx水库为小（一）型水库，工程等级为等，左岸进水闸段、冲砂闸段、溢流坝段、右岸溢流坝（原筏道）段等主要建筑物为4级建筑物，其它次要建筑物为5级建筑物。本次设计仅针对主要建筑物。除险加固设计洪水标准为：30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。消能防冲建筑物按20年一遇洪水设计，主要依据为有关技术规程和规范、水库建设期设计资料、历次加固有关资料、大坝安全鉴定报告书及安全鉴定材料、水文、地质勘探、测量成果等。1.5.2 溢流坝加固设计 防渗帷幕设计为解决坝基渗漏问题，提高坝基防渗性能，降低坝基扬压力，在坝轴线偏下游侧1.325m增设一排帷幕灌浆孔，灌浆孔孔距2.0m，深入相对不透水层以下3m。 坝体充填灌浆设计坝体充填灌浆针对老坝体部分，沿上游侧坝体进行充填灌浆，按3排布置，排距1.0m，中间排孔距2.0，其他2排孔距3.0m，梅花型布置。灌浆材料为水泥浆，根据现场试验确定灌浆压力，若可灌性较好，可采用自重无压灌浆。 堰面及挑流鼻坎调整设计由于现状溢流面板裂缝较多，砼老化严重，本次加固设计拟拆除原溢流面重建。新建堰面为wes型曲线。因现状挑流鼻坎顶高程239.0m低于20年一遇下游洪水位（p=5%，240.60m），流态复杂，本次加固拟对原挑流鼻坎进行加固改造。 边墙加固方案溢流坝左岸边墙抗洪高度不足，本次设计将边墙表面砼凿除，按原宽度砌筑m7.5浆砌石至253.05m高程。1.5.3 左岸进水闸加固设计 对闸室检修平台（高程249.00m）的浆砌石边墙进行加厚，新浇0.5m厚c15砼墙体以增加闸室抗滑稳定系数，详见设计附图。 更换工作闸门3扇及启闭设备。1.5.4 冲砂闸段加固设计 在冲砂闸段增设一排帷幕灌浆孔，灌浆孔孔距2.0m，深入相对不透水层以下3m，灌浆孔孔口中心线位于坝轴线下游1.325m。同时沿帷幕灌浆中心线布置3排充填灌浆孔，孔距1.0m。灌浆材料为水泥浆，灌浆压力建议值为0.4mpa。 拆除原启闭房，在原启闭平台新浇一排架柱，将启闭平台抬至235.05m高程，按原结构尺寸重建启闭机房。1.5.5 阀道（溢流坝）段加固设计由于上游库区内稀土开发泛滥，导致库区内泥沙淤积严重，淤积高程为244.44m左右，本次设计正常水位为245.90m，因此库内水位很低，显然阀道已失效。本次加固对阀道段改为溢流坝段处理，具体加固措施如下： 对阀道段边墙及表层浆砌石体拆除，然后参照溢流坝的堰型重新浇筑c25砼溢流面及挑流鼻坎，具体布置如图所示。 对坝0+126.20坝0+139.20段坝基进行帷幕灌浆处理，灌浆孔孔距2.0m，布置如附图所示，要求深入相对不透水层以下3m。1.5.6 金属结构加固设计金属结构主要为引水进水口更换工作闸门及启闭设备。孔口尺寸为2.55.0m（宽高），闸门每孔一扇，共三扇，闸门为单吊点。启闭设备为1500kn电动螺杆启闭机，共三台。1.5.7 进库公路改造设计现状进库公路为简易路面，进库左岸公路有0.8km为泥土路面，道路狭窄，路况极差，还有0.4km未设公路。本次除险加固拟修缮进库公路，对左岸公路1.2km左右坑洼路段进行改造和新建，按4m路宽对路面进行拓挖、回填，铺设碎石垫层(厚0.2m)及砂石路面(厚0.2m)。1.5.8 大坝观测设施完善设计水库目前无任何观测设施，仅由管理员对汛期水位进行观测，其它观测项目未开展，也未配观测设施，不利于水库安全运行，本次加固工程观测设施新增水位、雨量站一处，以改善水库的运行安全。1.6 施工组织设计1.6.1 施工条件工程加固施工期，对外交通主要靠公路，现状无进库公路，需新修进库公路1.2km。道路修通后，xx水库加固施工对外交通方便，施工期各种物资器材可直达各施工现场。本次除险加固的主要施工任务有：溢流坝加固处理、左岸进水闸加固、右岸溢流坝（原阀道）段加固、冲砂闸段加固、上坝公路改造处理等。主要建筑材料：水泥、钢材、木材等在xx县城购买，当地材料在工程附近料场购买。施工用电、用水、用风布置在坝头空旷地带。1.6.2 施工导流根据工程规模、建筑物类型和工期安排，导流时段选为枯水期102月，p=20%，相应流量q=188m3/s。1.6.3 主体工程施工 钻孔、灌浆溢流坝段对坝基进行帷幕灌浆，对老坝体部分进行充填灌浆；对筏道段砼衬护和作帷幕灌浆处理；左岸进水闸段坝基进行帷幕灌浆。 溢流坝堰面新增砼的施工首先对新老砼结合面采用风砂枪或凿毛机加工成毛面。砼铺料方法采用平铺法，采用人工手持铁锨配合振捣器进行平仓。砼振捣采用电动高频插入式70mm型振捣器。养护可采用洒水或覆盖湿麻袋养护。堰面砼浇时需搭设排架脚手，人工送料。 其他项目施工其他项目施工按类似水利工程常规施工方法进行。1.6.4 施工总布置本工程属加固工程，永久建筑物已定型，施工总布置则围绕永久建筑物现状进行布置。工程加固施工期设置项目部，由项目部全面负责资金筹措、招投标工作、施工进度安排。施工期的生产、生活办公等租用水库管理站房，不足部分搭建少量工棚。施工区布置在大坝右岸下游0.15km的空地上。施工供水采用水泵从库内抽水，水池蓄水。施工用电在工区附近接入，线路架设采用220380v电源。工程加固施工总工期为12个月（含施工准备）。1.7 环境保护与水土保持1.7.1 环境保护设计环境保护设计主要包括水质保护、环境空气质量保护、噪声防治及施工期人群健康保护。水质保护主要是对砂石料冲洗废水、混凝土拌制产生的碱性废水进行处理，环境空气保护主要是对砼拌和采取降尘措施，对交通扬尘采取防治措施，注意燃油机械尾气排放等。噪声防治可通过调整施工时段及对直接受噪声影响严重的施工人员进行防噪来解决。人群健康保护措施主要有施工区卫生清理和施工人员卫生防疫。1.7.2 水土保持设计水土保持设计主要措施包括土料场水保及弃渣场水保措施。土料场取料完成后，修建排水设施，用推土机回填表土，平整压实并种植水土保持林。弃渣场主要在下游废弃阀道处。1.8 工程管理1.8.1 工程管理现状及存在的问题xx水库隶属xx县水利局，水库竣工投入运行后，整个工程的管理权交付给长兴公司管理，水库的日常工作由桂竹帽营林林场水管站负责。枢纽工程管理包括枢纽工程的巡视检查、安全监测、水雨情观测、水库调度、观测资料的整理收集、工程的养护维修等工作，业务上归县水利局指导。工程管理机构存在的问题则在于无专业技术人员和无专职管理人员。1.8.2 工程管理改善设计 健全工程管理机构根据水库工程管理设计规范和水利工程管理单位编制定员试行标准结合xx水库的实际情况，并按精简的原则确定人员配置共计3人，其中：主任1名，其他生产管理人员2名。 改善进库公路条件对左岸1.2km左右坑洼路段进行改造，按4m路宽对路面进行拓挖、回填，铺设碎石垫层(厚0.2m)及砂石路面(厚0.2m)。 改善办公管理条件增设通讯设备传真机及办公设备计算机、打印机等，增设水雨情测报系统设施。1.9 设计概算1.9.1 编制原则及依据 工程编制类别为类。 水利工程概算编制办法、人工工资、费用标准、概算定额、施工机械台班等分别执行水利部门有关标准和规定。 基础材料单价依据施工组织，按有关规定执行。1.9.2 工程总投资和投资构成工程除险加固概算总投资为477.0463 万元。其中建筑工程280.3823万元，管理设施8.0000万元, 金属结构设备及安装45.5070万元，临时工程37.3944万元，独立费用59.8582万元，预备费21.5571万元。1.10 经济评价xx水库以灌溉农田为主要功能，设计灌溉面积0.3万亩，目前实际灌溉0.13万亩，经济评价考虑增加0.17万亩的灌溉效益。1.11 结论及建议xx水库于1958年开始选点，于1969年正式破土动工兴建，1972年元旦第一台机组投产发电。受历史条件制约，受政治气候的影响，不按科学办事，不尊重科学，为组织全县劳力上阵施工，没有按原设计图纸进行建筑物施工，施工质量差，工程设计和施工中遗留了不少安全隐患。目前，大坝存在坝基浅层渗漏、接触渗漏、坝体渗漏和绕坝渗漏，边墙高度不满足抗洪要求，坝踵出现了拉压力等，这些问题的存在已严重威胁到工程的安全运行，工程一旦失事，水库将面临溃坝的危险，同时对下游3万人民群众的生命及财产安全和0.58万亩农田产生极大威胁。因此，为确保xx水库的安全，确保下游国家和人民生命财产安全，尽快对该水库进行除险加固，不仅十分紧迫，而且非常重要。计算结果表明，经济内部收益率为8.79%，大于社会折现率is=8%，经济净现值为33.62万元，大于0。说明xx水库除险加固后，经济效益明显，工程在经济上合理可行。1.12 工程特性表见表1.12.1。 表1.12.1 xx水库工程特性表序号名 称单位数量备注原设计安全鉴定本次加固一水 文1坝址以上流域面积km28738378732坝址以上河长km/69.4571.33坝址以上坡降2.963.214利用水文系列年限年1330345代表性流量设计洪水标准p(%)23.333.33设计洪峰流量m3/s257022702240校核洪水标准p(%)0.50.50.33校核洪峰流量m3/s343036104000二水 库1水库水位校核洪水位m252.00252.20252.05设计洪水位m250.75250.51250.10正常蓄水位m245.90245.90245.90死水位m243.40/2水库容积总库容万m3590425663正常蓄水位库容万m3130/18.1调节库容万m386/三下泄流量1设计洪水最大下泄流量m3/s2570226022232校核洪水最大下泄流量m3/s3430359539673水库运行以来最高水位m250.254最高水位出现时间续表1.12.1 xx水库工程特性表序号名 称单位数量备注原设计安全鉴定本次加固5水库运行以来最大下泄流量m3/s四工程效益1灌溉面积亩3000300030002装机容量kw1890250025003多年发电量万kwh五主要建筑物1溢 流 坝浆砌石坝 型污工重力溢流坝(硬壳坝)地基特性燕山早期花岗岩最大坝高m121212坝顶高程m245.90245.90245.90坝顶长度m138.70138.70139.20溢洪控制无闸控制、自由溢流堰 型克奥型wes曲线型消能形式挑流消能鼻坎顶高程m239.00239.00240.56挑角度2020252左岸筏道溢流宽度m2.8本次加固将阀道改为溢流坝处理进口底高程m246.05246.05边墙顶高程/247.653 进水闸段设计引用流量m3/s253535进水口底高程m243.40243.40243.40启闭设备15t螺杆启闭机/台50t螺杆启闭机/台续表1.12.1 xx水库工程特性表序号名 称单位数量备注原设计安全鉴定本次加固孔数及孔口尺寸3孔/2m2.56m3孔/5m2.5m六施 工1主要工程量土方开挖m3105浆砌石m384砼m32373锚筋根0钢筋制安t36.1坝体充填灌浆m1162坝基帷幕灌浆m251 2主要材料用量 水泥t1173钢筋t38.63块石m3102砾石m32200砂m32035总工日万日4.5总工期月12七工程投资1建筑工程万元280.38232工程管理设施万元8.00003金属结构及安装工程万元45.50704临时工程万元37.39445独立费用万元59.85826基本预备费万元21.55717水保投资万元10.9770续表1.12.1 xx水库工程特性表序号名 称单位数量备注原设计安全鉴定本次加固8环保投资万元10.37039总投资万元477.0463八经济评价1经济内部收益率%8.792经济净现值万元33.622 水 文2.1 流域概况xx水位于江西省南部，是珠江水系东江干流的上游段，发源于xx县桠基钵山，经xx向南过留车、渡田、在车角处与定南水会合。自此以后经龙川县至广东东莞石龙为东江干流，全长520km。xx坝址位于xx县南桥镇长江村，其地理位置为东经11543，北纬2447,距县城27.5km。xx水库主河长71.3km，河道加权平均坡降3.21，控制流域面积873 km2。库区内属低山丘陵区，农田多集中于干、支流两岸，农业经济也较发达。上个世纪7080年代由于盲目开发稀土，造成水土流失，致使大量泥沙淤积在库内，进入上世纪90年代，当地人民政府采取了切实有效措施进行水土保持工作，使水土流失现象得以减轻。坝址上游35km处，于2005年建成九曲湾水库，坝址控制流域面积71km2，水库总库容415万m3，水库以供水为主，为县城供水水源工程。坝址下游39.1km处，于1998年建成斗晏水电站，坝址控制流域面积1714km2，水库总库容9800万m3，调节库容4990万m3，电站装机3.75万kw。2.2 气 象本流域属亚热带东南亚湿润季风气候区，气候温和，降水充沛，冬少严寒，夏无酷暑。流域内设有xx气象站，观测的项目有降水量、蒸发、气温、湿度、气压及风向风速等。据该气象站多年资料统计，多年平均气温18.9，1月平均气温8.6，为全年最冷月份，7月平均气温27.2，为全年最热月份，极端最高温度为38.2，极端最低温度为-5.5。多年平均降雨量1639.1mm，年最大降雨量2448.7mm(1961年)，年最少降雨量为946.8mm(1991年)。年内降雨量分布不均，46月降雨量占全年降雨量的46.8%，10月至次年1月的雨量只占全年降雨量的13%。多年平均蒸发量1101.2mm,多年平均日照时间为1778h，无霜期285d，年平均相对温度79%，多年平均最大风速16m/s。2.3 流域特征参数复核本次初设，根据1/5万地形图对流域面积、河长、河道加权平均坡降等特征参数进行了量算复核，成果见表2.3.1。表2.3.1流域特征参数复核成果表项目阶段f（km2）l（km）j（）备注本次设计87171.33.21原设计(1991年东江流域规划修编)873l、j未量算本次设计采用87371.33.21从表2.3.1可见，本次复核的集水面积与原设计量算的集水面积仅相差0.23%，故本次设计集水面积仍采用原设计成果，l、j采用本次量算成果。2.4水文测站及资料情况xx坝址上、下游主要水文测站有岗子上、水背、黎嶂峰等水文站，现分述如下： 岗子上水文站岗子上水文站位于坝址上游约4km处，于1958年8月1日设立，观测水位、流量、降水量等，控制流域面积800km2，该站于1963年撤消，有1959年1961年三年水文观测资料。 水背水文站水背站位于坝址下游约6.5km处的南桥镇境内，于1978年12月设立，控制流域面积987km2，观测水位、流量、降水量等，于1993年元月撤消，有1980年1992年实测洪水流量资料，该站由省水文局设立，历年资料均由省水文部门审查，整编或刊印，资料可靠。 黎嶂峰水文站黎嶂峰水文站是广东枫树坝水库为下游的航远、发电、防洪需要新设立的入库站，位于坝址下游约24.5km处，控制流域面积1400km2，于1974年5月设立，1991年撤销，观测水位、流量、降水量等资料，该站有1974年6月1990年的实测洪水流量资料，资料可靠。2.5设计洪水计算2.5.1洪水特性与成因分析xx水属东江河源区，具有山区河流特征，洪水由暴雨形成，暴雨强度大，汇流历时短，持续时间亦短、陡涨陡落、暴雨发生8月，集中于4、5、6三个月，一次暴雨过程约1d，暴雨季节与洪水季节相一致，年最大洪水多出现在5、6月份。2.5.2原设计洪水原设计洪水计算根据岗子上水文站19591961年三年洪水流量资料与坝址下游约50km处的梅光站同期实测资料进行相关插补延长，由频率法计算得坝址50年一遇设计洪峰流量2570m3/s，200年一遇洪水设计洪峰流量3430m3/s，相应洪水位252.00m。2.5.3历史洪水调查及重现期估算1980年11月在进行全省历史洪水整编时曾对水背河段进行历史洪水调查，调查到的年份有1937年。本次设计据“江西省洪水调查资料汇编”资料，水背站1937年6月13日洪水推估洪峰流量为2890m3/s，为1915年以来至今的最大洪水，按起迄年法1937年洪水的重现期为95年。2.5.4设计洪水计算设计洪水计算分别采用流量和雨量途径推求，现分述如下： 流量途径根据水背水文站与黎嶂峰水文站同期实测19801990年17场洪峰流量分析平均面积比指数为0.701，本次设计取0.7。则xx坝址洪峰流量系列：19591961年采用与岗子上站面积比的0.70次方转换；19621979年采用与黎嶂峰站面积比的0.70次方转换（其中19621974年采用雨量途径计算而得），19801992年及1937年历史洪水采用与水背水文站面积比的0.70次方转换。洪量按与相应各站面积比的1次方转换。本次设计坝址组成的洪水系列为19591992年34年洪水系列并加上1937年历史洪水，并对1961年、1964年、1966年、1967年洪水亦作了特大值处理，进行频率计算，采用p-型曲线适线法确定统计参数，坝址设计洪水成果见表2.5.1。表2.5.1坝址设计洪水成果表方法项目统 计 参 数p（%）备注均值cvcv/cs0.20.33o.523.33510流量频率法qm(m3/s)6930.903.04390400036802620224019501460推荐w1d(万m3)30700.863.018400168001550011200961083806340雨量(瞬时单位线法)qm(m3/s)45604170386028202440w1d(万m3)1990018300171001290011300 雨量途径根据本次设计复核的水库流域特征参数f、l、j，采用1986年12月省水局刊印的江西省暴雨洪水查算手册查算设计暴雨，设计暴暴雨成果见表2.5.2。用瞬时单位法推求坝址设计洪水成果见表2.5.3。表2.5.2 xx水库设计暴雨统计参数成果表时段(h)均值cvcs/cv1h45.00.383.506h75.00.403.5024h110.00.453.50汇流计算采用瞬时单位线法，设计洪水成果见表2.5.1。 设计洪水成果的选定从表2.5.1可见，采用流量和雨量途径推求的洪水成果相比较，就300年一遇洪水而言，洪峰流量仅相差4.25%，洪水成果相接近，经分析与比较,本次设计采用流量途径推求的设计洪水成果。 坝址设计洪水过程线坝址设计洪水过程线采用水背水文站1983年6月3日洪水为典型，按峰、量同频率控制缩放，坝址设计洪水过程线成果见表2.5.3。表2.5.3 设计洪水过程线t(t=1h)p(%)0.20.330.523.335020819117812911098122320519013811810522382192031471261123317292271197168149420201860173012501070948526902460228016401400123063150288026601910163014307402036703380241020601800843203930362025802200192094390400036802620224019501043203930362025802200192011411037503450246021001830123930358033002350201017601334303130289020701770154014290026602450176015101320152560234021701560134011801618901740162011701000887171700156014501050896795181280118011007966796021999191184661452446520743683634461393348214964564233072622322244641038127623620923347319296215183163242972732541841571392.5.5 设计洪水成果的合理性分现将邻近工程设计洪水成果对照见表2.5.4表2.5.4邻近工程设计洪水计算成果对照表工程名称及所在地寻乌九曲湾寻乌xx寻乌斗晏广东枫树坝定南转 塘备注集水面积(km2)7187317145150929洪峰流量均值69311602585756cv0.900.770.590.86cs/cv3.03.03.03.0洪峰流量(m3/s)及模数qm0.33%9514000560094404130mq=q/f2/3m0.33%54.742.838.130.842.4qm3.33%6112240335061902370m3.33%35.124.022.820.224.3一日洪量(万m3)及模数w0.33%176016800290205570014300mw=w/fm0.33%24.819.216.910.815.4w3.33%1100961017510366008990m3.33%15.511.010.27.119.68从表2.5.4可见，坝址洪峰、洪量模数适中，符合地区变化规律，故可以认为本次设计洪水是基本上合理的。2.5.6 坝址分期设计洪水根据施工组织设计规范(sl3032004)，对本工程施工期洪水位进行分析计算，根据本地气候条件，汛期为49月，10月份开始进入枯水季节，因此，施工期安排在102月，施工洪水标准采用5年一遇洪水。坝址分期洪水系列：19591961年按岗子上站面积比的0.70次方转换；19621979年按黎嶂峰站面积比的0.70次方转换；19801992年按水背站面积比的0.70次方转换，由此可得坝址19591992年33年分期洪水系列，尔后用频率法计算，成果见表2.5.5。施工期设计洪水过程线采用水背水文站1983年2月16日洪水过程线为典型按峰同倍比缩放，施工期102月